CN203179032U - 一种带椭圆分段环天线的rfid读卡器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带椭圆分段环天线的RFID读卡器，包括基板、内圈天线、外圈天线和金属壳体，所述内圈天线与所述外圈天线为圆心和离心率均相同的椭圆形，所述内圈天线的长轴与短轴小于所述外圈天线的长轴与短轴，所述内圈天线与所述外圈天线为分段天线，所述内圈天线的分段口与所述外圈天线的分段口相错开，所述内圈天线与所述外圈天线设置在所述基板上，所述基板置于所述金属壳体内，所述外圈天线的长轴长度为16cm，短轴长为8cm，所述金属壳体的长、宽和高分别为25cm、18cm和5cm，所述基板采用FR-4PCB板，所述FR-4PCB板厚度为1.6mm，介电常数为4.4，本实用新型采用分段环天线结构，避免了电感的积累，解决了匹配的难题，值得推广使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种RFID读卡器，尤其涉及一种带椭圆分段环天线的RFID读卡器。
背景技术
射频识别技术（RFID）是一种非接触的自动识别技术，其工作原理是利用射频信号的空间耦合特性，实现对静止或移动的物品的自动识别。典型的RFID系统包括标签、读写器、天线和中间件四个组成部分。其中，天线作为标签和读写器提供射频信号空间传递的设备，是影响RFID系统稳定性和可靠性的关键部分，因而天线设计受到人们极大的重视。通常，RFID系统可根据其作用距离分为两种：近场系统和远场系统。一般情况下，用于低频（LF，125-134KHz）和高频（HF，13.56MHz）的近场RFID系统都是基于电感耦合来实现读写器和标签间的能量的转换和数据的传输，而用于超高频（UHF，840-960MHz）和微波频段（2.4GHZ和5.8GHz）的远场RFID系统都是基于电磁场在读写器和标签之间的传播。近年来，由于RFID在单品识别方面的应用日益受到重视，UHF近场天线的设计技术也成为人们研究的重点。
在近场识别系统中，一般读写器和标签都采用传统的金属线环形结构，这是因为电小环形天线（直径远小于其工作波长）能在天线的轴向上产生很强的磁场。电小环天线上方的磁场强度受天线直径的影响很大，当距离天线超过其直径的长度时，磁场就会迅速的下降。增大环天线的直径可以增加读写距离，但是由于半径增大，磁场的范围也会较大，同时当天线增大到周长接近其波长时，环上的电流会反向，此时天线就不能形成稳定的磁场；此外，环天线也很难匹配到50ohm。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单、使用方便和易匹配的一种带椭圆分段环天线的RFID读卡器。
为了达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种带椭圆分段环天线的RFID读卡器，包括基板、内圈天线、外圈天线和金属壳体，所述内圈天线与所述外圈天线为圆心和离心率均相同的椭圆形，所述内圈天线的长轴与短轴小于所述外圈天线的长轴与短轴，所述内圈天线与所述外圈天线为分段天线，所述内圈天线的分段口与所述外圈天线的分段口相错开，所述内圈天线与所述外圈天线设置在所述基板上，所述基板置于所述金属壳体内。
具体地，所述外圈天线的长轴长度为16cm，短轴长为8cm。
具体地，所述金属壳体的长、宽和高分别为25cm、18cm和5cm。
具体地，所述基板采用FR-4PCB板。
作为优选，所述FR-4PCB板厚度为1.6mm，介电常数为4.4。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型一种带椭圆分段环天线的RFID读卡器，采用分段环天线结构，避免了电感的积累，解决了匹配的难题。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是实用新型中椭圆分段环天线的结构示意图。
图中：1-基板，2-金属壳体，3-内圈天线，4-外圈天线。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图1和图2所示，一种带椭圆分段环天线的RFID读卡器，包括基板1、内圈天线3、外圈天线4和金属壳体2，内圈天线3与外圈天线4为圆心和离心率均相同的椭圆形，内圈天线3的长轴与短轴小于外圈天线4的长轴与短轴，内圈天线3外圈天线4为分段天线，内圈天线3的分段口与外圈天线4的分段口相错开，内圈天线3与外圈天线4设置在基板1上，基板1置于金属壳体2内。
外圈天线4的长轴长度为16cm，短轴长为8cm。
金属壳体2的长、宽和高分别为25cm、18cm和5cm。
基板1采用FR-4PCB板，厚度为1.6mm，介电常数为4.4。
使用本实用新型一种带椭圆分段环天线的RFID读卡器的工作原理如下：
在这个结构中，利用两个相邻的平行金属线向下一段金属线提供串联电容，每个分段都可以看作是一段谐振线，这样就避免了电感的积累，从而解决了匹配的难题。同时，在谐振时，在每段上的电压都是实数，相位不会积累，所以可以在环上形成均匀同向的电流，从而在轴向形成很强的磁场。当减小相邻金属线的间距或增大交叠部分的长度时，电容值将随之增大；通过调整适当的交叠部分的长度和相邻金属线的间距，可使每段金属线的电感与其感应电容在中心频率处工作于谐振状态，从而避免了电流相位的累积。
椭圆分段环天线位于矩形金属壳体2内部，椭圆分段环天线距离金属壳体2的底部为40mm，金属壳体2上方开口，覆以塑料盖。金属壳体能减少外界对天线的干扰。
Claims (5)
1.一种带椭圆分段环天线的RFID读卡器，其特征在于：包括基板、内圈天线、外圈天线和金属壳体，所述内圈天线与所述外圈天线为圆心和离心率均相同的椭圆形，所述内圈天线的长轴与短轴小于所述外圈天线的长轴与短轴，所述内圈天线与所述外圈天线为分段天线，所述内圈天线的分段口与所述外圈天线的分段口相错开，所述内圈天线与所述外圈天线设置在所述基板上，所述基板置于所述金属壳体内。
2.根据权利要求1所述的一种带椭圆分段环天线的RFID读卡器，其特征在于：所述外圈天线的长轴长度为16cm，短轴长为8cm。
3.根据权利要求1所述的一种带椭圆分段环天线的RFID读卡器，其特征在于：所述金属壳体的长、宽和高分别为25cm、18cm和5cm。
4.根据权利要求1所述的一种带椭圆分段环天线的RFID读卡器，其特征在于：所述基板采用FR-4PCB板。
5.根据权利要求4所述的一种带椭圆分段环天线的RFID读卡器，其特征在于：所述FR-4PCB板厚度为1.6mm，介电常数为4.4。
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